成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建 筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为 智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来 测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积 小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。 光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。 基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传 输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。 研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的 影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性 和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内 部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验 中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400 多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发

永磁电机的位置传感器增加的电机的成本，降低了电机的可靠性。在风机、水泵等领域应用的电机，可以通过控制的方法，去掉电机的位置传感器，减少成本并提高系统可靠性。本课题组针对高速电机无位置传感器控制中所存在的问题，在建立精确离散化的数学模型的基础上，设计了基于离散滑模理论、状态观测器等方法的转子位置观测器，实现了10kHz控制频率下的10万转高速电机的无位置传感器控制，以及快速正反转启动。

本项目将提供一款高品质的非晶 ZnTiSnO 微型半导体气体传感器，为一种具有纳米材料特征的薄膜型气体传感器，用于可燃性气体（特别是乙醇）的检测。该半导体气体传感器具有下述优点：灵敏度高、选择性好、响应快、稳定性好、抗干扰性强、可室温工作、易于微型化、与微电子系统兼容，而且制作工艺简单、组装成本低、价格低廉。 （1）半导体气体传感器件的核心材料为气敏层，即非晶ZnTiSnO 薄膜，该材料质量如何直接决定了器件的性能。通过前期预研究，我们设计并合成了具有表面微纳结构的绒面 a-ZnTiSnO 薄膜，如何进一步优化工艺参数，更加提升 a-ZnTiSnO 薄膜高质量，实现精确可控生长，依然是本项目拟解决的关键技术。 （2）气体传感器的实用性在于器件参数的确立，因而，通过系统研究，建立非晶 ZnTiSnO 气体传感器各气敏性能与气体参数之间的定量关系曲线，特别是室温工作条件下的定量关系，是本项目拟解决的关键技术。 （3）为使气体传感器获得广泛应用，器件良好的稳定性至关重要。通过工艺优化、器件设计和封装保护等措施，实现非晶ZnTiSnO 气体传感器的高稳定性和抗干扰性，使器件具有长的使用寿命，也是本项目拟解决的关键技术。制备出高质量非晶 ZnTiSnO 薄膜，具有均匀且均一的表面微纳结构，绒度大于35%；薄膜与衬底附着力大于 21N。非晶 ZnTiSnO气体传感器性能指标：气敏层尺寸 10~300μm，易于集成化；对可燃性气体有高选择性，其中对乙醇的敏感度最高；室温工作条件下，对 100ppm 乙醇的响应度不低于 30；响应时间小于 1.8s，恢复时间小于 1.5s；稳定性好，有效使用寿命不低于3 年。 理论与实验相结合，揭示出 a-ZnTiSnO 气体传感器室温气敏性能和稳定性机理，建立理论模型，阐明器件的耐候性规律。研制出具有实用价值的高品质 a-ZnTiSnO 半导体气体传感器，建立一套非晶 ZnTiSnO 材料生长和器件制备的完整工艺，关键技术拥有自主知识产权。 应用范围：  纳米氧化铜产品广泛应用于各类抗菌、抗紫外线、空气净化产品中，如抗菌保鲜膜、抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌整理液、抗菌陶瓷、抗菌地板、抗菌纺织品、防嗮化妆品、室内甲醛治理等产品中。 纳米CuO应用前景 催化剂：主要用于国防领域，作为复合固体推进剂的重要成分，用来调节推进剂燃耗性能。 传感器：纳米氧化铜对外界环境的温度，光，湿气等十分敏感，并且可以提高传感器的响应速度，灵敏度和选择性。 在超导，陶瓷，电极活性材料等领域作为一种重要的无机材料有广泛的应用。 用作玻璃，瓷器的着色剂，光学玻璃磨光剂，有机合成的催化剂，油类的脱硫剂，氢化剂。 用于制造人造宝石及其它铜氧化物，用于人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等。 用于饲料中，提高铜的表观消化率。 用于抗菌剂，纳米氧化铜具有清洁，高效，能耗低，污染小，被广泛用于医药，纺织等领域。 用于粒子助力制冷器节能，提高热传递效率。 降低冷冻机油的粘度。 提高烟气脱硝性能。 应用范围： 橡胶工业中硫化活性剂，石油化工行业催化及添加剂，是汽车轮胎、飞机轮胎、工业电缆行业材料以及氧化锌陶瓷； 涂料油漆、透明橡胶、乳胶和塑料行业用，可增加产品强度和致密性、粘合性、光洁度； 抗菌抑菌和除臭材料、医药卫生用杀菌材料、玻璃陶瓷杀菌自洁材料、医药行业杀菌敷料； 电子工业和仪表工业、制造电器件、无线电、无线荧光灯、图像记录仪、变阻仪、荧光体； 军事工业：红外吸收材料。   五、纳米氧化锌分散液 项目 Item 标准 Standard 氧化锌(W/%) ZnO 4% 外观 Exterior 乳白略显黄色易流动液体 Milky white slightly yellow liquid PH 7.2   分散液氧化锌含量可以根据需要在30%以下定制

通过分析液体对入射光线的折射率，可以检测液体中所含的成份。而光纤表面等离子体波（SPW）传感器是一种最近提出的新型光纤传感器，体积小，灵敏度高，测试装置简单，其原理涉及到量子力学，电动力学，电磁场理论，光波导理论，波动光学，金属光学等领域，属于多学科交叉的边缘学科，将其与光谱仪和计算机结合，就可构成新型的液体成份检测仪器。对不同的溶液及不同的溶质，预先测出其折射谱存储下来供以后比对，即可形成系列化的分析测试设备。特别是可以与通信网络相连，实现在线式/便携式、自动化/智能化的实时检测/监测网络。我国目前为了和国际接轨，对于药品检验、生化检验、绿色食品、尤其是污染治理的要求逐步提高，所以，基于光纤SPW传感器的系列仪器和测试系统有利于社会发展，应用领域广阔，经济效益巨大。

大型机械臂六维力传感器主要装载在机械臂末端的效应器与关节之间，用于测量机械臂末端效应器与外界环境接触的六维力和力矩，为机械臂的力柔顺控制提供力信息输入，是机械臂的重要传感器之一。/line大型机械臂六维力传感器的成果包括传感器的机械结构设计、组桥方式的设计、硬件电路的设计、采集软件、标定及解耦算法

该项目应用先进的MEMS技术，研制完成了耐高温压力传感器设计、制造关键技术及系列产品开发。解决了一直困扰航空航天、石油化工、军工、能源电力等领域因高温、高频响、高过载、微型化、瞬时高温冲击等恶劣环境下的压力、力、加速度测量难题。该成果获得2006年度国家技术发明二等奖、2005年度教育部技术发明一等奖、2004年度陕西省科技进步一等奖和2004年度西安市科技进步一等奖四项奖励。相关技术已获得国家授权发明专利20余项。

本发明公开了一种基于磁致伸缩效应的导波传感器，可用于对构件进行无损检测，包括外壳(6)，波导管(8)，永久磁铁(4)，永久磁铁 同轴容置在所述外壳(6)内，且与中空筒状的波导管(8)一端同轴贴合， 还包括内管(5)以及内管压块(3)，位于内管(5)和外壳(6)之间的波导管(8) 上具有相隔距离的激励线圈和接收线圈，对激励线圈通入交流电后， 激励线圈产生交变磁场，该交变磁场与永久磁铁形成的偏置磁场共同 作用使波导管(8)激发出超声导波，将所述超声导波传入被检测构件(16) 以对被检测构件进行无损检测。

本发明公开一种气体传感器及其制备方法，具有至少一个气体敏感层，气体敏感层包括气体敏感材料薄膜和气体敏感电极，气体敏感材料薄膜的敏感材料是掺有金属钴元素的黑磷材料，厚度为1～10个原子层厚；其中，黑磷材料是由红磷及锡的碘化物制备，钴原子在掺杂的黑磷结构中的原子数所占比例为2％～10％。进一步的，本发明还公开基于该气体传感器用于检测一氧化碳气体的作用，及该传感器制备方法。本发明的气体传感器提高了气敏材料与一氧化碳的结合能力，促进气体分子的吸收，确保了气体传感器的稳定性；也提高了气体传感器的灵敏度和对一氧

北工业大学杨丽副研究员与宾州州立大学程寰宇(Huanyu Cheng)助理教授，利用激光直写技术，成功研制出具有自加热功能的激光诱导石墨烯柔性气体传感平台。该技术使用激光图案化的类似石墨烯的高度多孔纳米材料作为电极，以较具代表性的纳米材料（还原氧化石墨烯、二硫化钼或者两者的组合；氧化锌和氧化铜组成的金属氧化物复合材料）作为气体敏感材料，监测气体、生物分子和化学物质。该平台由多个传感器阵列组成，每个传感单元由LIG细线传感区域和Ag/LIG的蛇形连接区域组成。在连接区域创建银涂层的蛇形线条，通过向银涂层施加电流，气体感应区域由于电阻的逐渐增大而局部加热，从而实现自加热功能，替代了大多数可穿戴传感器的插指电极和额外的加热器，显著降低了加工的复杂度和设备能耗。此外，蛇形线条的设计可以使传感器像弹簧一样拉伸，以适应身体的不同弯曲变化，实现了可穿戴性。该平台在自加热升温条件下，可以实现对NO2气体的高选择性、超低浓度的快速响应和恢复，检测限可以达到1.2ppb。该成果以题为“Novel gas sensing platform based on a stretchable laser-induced graphene pattern with self-heating capabilities” 最近发表在《Journal of Materials Chemistry A》期刊上，并作为back cover 进行highlight 发表。

研发阶段/n内容简介：目前浑浊度检测传感器通常需要标准的测试瓶或者测试槽，且检测电路靠近待测液，使用不方便；而且对于高温待测液，往往因为温度过高影响电路元件而导致传感器失灵，不能正确的反映液体的浊度。该传感器基于光在液体中的散射原理，采用石英光纤检测探头，采用850nm的红外光，有效的避免环境光的干扰。同时设计了专门的稳定调制光源，另由于检测到的散射光信号非常的弱，针对信号的特点，设计了专门的信号调理电路。该传感器中利用单片机对采集的数据进行处理，并提供了方便的接口如RS232，LED显示。与传统的